DE19522810A1 - Vorrichtungen auf Wänden, Wandungen und in elektrischen Leitungen zur Konditionierung von Fahrgastzellen, Wohn- und Arbeitsbereichen hinsichtlich natürlicher und technisch erzeugter niederfrequenter elektrischer und magnetischer sowie hochfrequenter elektromagnetischer Felder - Google Patents

Description

Stand der Technik mit Fundstellen

Zu Schutzanspruch 1
Beschichtungstechniken zur Abschirmung elektrischer, insbesondere aber hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf großen Flächen, wie Wänden von Meßzellen, sind in dem Fachgebiet der Prüfung elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) bekannt.

Zu Schutzanspruch 2
Erweiterung von Schutzanspruch 1.

Zu Schutzanspruch 3
Vergleichbares für diesen Anwendungszweck ist nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 4
Anwendung nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 5
Anwendung nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 6
Anwendung nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 7
Erweiterung von Schutzanspruch 6. Anwendung nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 8
Erweiterung von Schutzanspruch 7. Anwendung nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 9
Anwendung nicht bekannt.

Zu Schutzanspruch 10 Anwendung nicht bekannt.

Problem

Das zugrundeliegende einheitliche Problem bzw. die erfinderische Idee besteht darin, - unter Verwendung der Stoffe Graphit, Wasser­ glas, Rein-Acrylat, Metallfolie, Metalldrahtgittern, Kupfer-Draht dün­ nen Durchmessers, Stäben oder Blechstreifen aus einem Metall ho­ her magnetischer Permeabilität, Stoffen, die elektromagnetischer Wellen absorbieren können, sowie einer Anzahl von technischen Hilfsstoffen durch Beschichtung von Wandungen, Wänden und Iso­ lierungen elektrischer Leitungen Fahrgastzellen, sowie Wohn- und Arbeitsbereiche gegen elektrische, magnetische und elektromagneti­ sche Felder selektiver, sicherer und kostengünstiger abschirmen zu können als dies nach dem Stand der Technik möglich ist. Gleichzei­ tig können natürliche, für die Gesunderhaltung bedeutsame Felder erzeugt werden.

Da die Abschirmung gegen elektromagnetische Felder materialauf­ wendig ist und wegen der damit einhergehenden Abschirmung natür­ licher elektromagnetischer Felder aus gesundheitlichen Gründen be­ denklich sein kann, muß die Problemlösung die Änderung des elek­ trischen und magnetischen Zustandes in den Stromversorgungs- Leitungen als weitreichendster Problemlösung mitumfassen. Das Problem wird dadurch gelöst, daß die Leitungen, an denen Verbrau­ cher angeschlossen sind, die nicht auf Wechselspannung angewie­ sen sind, mit Gleichspannung versorgt werden, - in allen anderen Leitungen am Verzweigungspunkt mit den zuvor genannten Leitun­ gen Netzfreischalter angeordnet werden.

Jeder der aufgeführten Schutzansprüche liefert einen notwendigen Beitrag, um die erfinderische Idee zu verwirklichen.

Zu Anspruch 1 Problem

Zur Abschirmung gegen elektrische 50 Hz Felder (EF) kann eine Be­ schichtung der Wände und Decken auf Basis Graphit als elektrisch leitfähigem Stoff verwendet werden. Obwohl theoretisch die Leitfä­ higkeit des Graphits ausreichen würde, können die Felder in ihrer Intensität praktisch nur auf 1/25 ihres ursprünglichen Wertes ge­ senkt werden, - typischerweise von 100 auf 4 V/m. Dies entspricht einer Verminderung der Hemmung der T-Lymphozyten-Aktivität als Komponente des Immunsystems des Menschen von 18% auf 4%. Dieser Wert erscheint noch zu hoch.

Lösung

Um die Leitfähigkeit der Beschichtung als Ganzes zu erhöhen, wer­ den auf der Fläche, z. B. Wand, dünne Kupferdrähte befestigt, die in die Beschichtung eingebettet werden. Die Anordnung in Form einer Schleife auf einer Wandfläche und ihre Verbindung mit dem Erdpo­ tential bewirkt eine Senkung des Wertes des elektrischen Feldes auf 1/300, z. B. von 50 auf 0,1 bis 0,2 V/m entsprechend einem Schirmdämpfungsmaß von 40-50 dB.

Vorteile

Dies entspricht einer (durch Extrapolation geschätzten) Verminde­ rung der Hemmung der T-Lymphozyten-Aktivität auf 1%.

Zu Anspruch 2 Problem und Lösung

Es ist bislang fast die Regel, daß die Beseitigung des elektrischen 50-Hz-Feldes gefordert wird, wenn (nach Einzug in die Wohnung) die Wände neu gemalt und tapeziert worden sind. Da die Drähte nach Schutzanspruch 1 sich auf der Wandoberfläche abheben, ist es er­ forderlich, eine gegenüber der Beschichtung auf Graphit-Basis hochleitfähige Farb-Beschichtung zum Beispiel auf Basis eine Me­ talls, z. B. Kupfer, zur Verfügung zu haben.

Vorteil

Die hoch leitfähige Farb-Beschichtung hebt sich, im Gegensatz zu den Drähten nach Anspruch 1, aus der Grundbeschichtung auf Gra­ phit-Basis nicht mehr ab.

Zu Anspruch 3

Die Verteilung der elektrischen Feldstärke vor Wänden und Gegen­ ständen kann sehr unterschiedlich sein. Auf der Schutzhülle von Ka­ beln und Geräten sowie auf der Wandoberfläche, hinter der Kabel geführt werden, insbesondere bei Leichtbauwänden, können sehr hohe Feldwerte auftreten. Dann sollte die Leitfähigkeit der Beschich­ tung erhöht werden. Grundsätzlich kann dies durch die Zugabe eines Metallpulvers geschehen. Allerdings hat dies den Nachteil, daß da­ durch elektromagnetischen Felder hoher Frequenz reflektiert werden können, so daß unkontrollierte Feldzustände verursacht werden.

Lösung

Es ist nicht notwendig, das Graphit durch ein Metallpulver zu erset­ zen oder zu mischen. Es reicht aus, wenn im Abstand von einigen dm elektrisch leitfähige Drahtstücke in der Beschichtung auf Graphit- Basis eingebettet sind, die großräumig die Ableitung der Elektronen zum Erdpotential ermöglichen und deren Auftragung zusammen mit der Farbe erfolgt.

Vorteile

Die Abschirmwirkung wird gegenüber der Lösung nach Schutzan­ sprüchen 1 und 2 noch erhöht; gleichzeitig vermindert sich der Ar­ beitsaufwand für die Herstellung der Beschichtung bzw. für die Lö­ sung des Problems.

Zu Anspruch 4 Problem

Jede zusätzliche Beschichtung erhöht den Wasserdampfdiffusions­ widerstand der Wand bzw. Decke. Es ist deshalb notwendig, ein Bin­ demittel zu wählen, das zu einer hohen Dampfdurchlässigkeit der Beschichtung führt. Binder auf Polymerbasis, z. B. Acryl, vermögen das Problem nicht befriedigend zu lösen, da bei Renovierungen Schicht auf Schicht gelegt wird und letztendlich nach spätestens sechs Schichten ein völliges Entfernen notwendig wird.

Lösung

Unter allen bekannten technisch gebräuchlichen Bindemitteln als Hauptkomponente der Bindemittel ist Wasserglas dasjenige, das die Dampfdurchlässigkeit am wenigsten vermindert.

Vorteile

Für deckende Beschichtungen auf Wasserglas-Basis ist die Durch­ lässigkeit um 3-5% vermindert, bei einem auf Acryl-Basis hingegen um etwa 15%.

Bei Beschichtungen, die einen engen Abstand der Kupfer-Drähte aufweisen, kann die Beschichtung auf bis zu 50 g/m² Verbrauch werksmäßig hergestelltes Beschichtungsmaterial vermindert werden. Normal sind Werte um 100 g/m². Dadurch wird ein Minimum an Dampfdiffusions-Widerstandserhöhung erreicht.

Zu Anspruch 5 Problem

Die Herstellung der Beschichtung nach Schutzansprüchen 1-4 stellt einen zusätzlichen Arbeitsgang dar.

Lösung

Wird die Rückseite von Tapeten oder Bauplatten mit einer Beschich­ tung nach Schutzansprüchen 1-4 bereits werksmäßig versehen, so . . .

Vorteile

. . . so entfällt der Arbeitsgang der zusätzlichen Beschichtung gemäß Schutzansprüchen 1-4 vor der Anbringung von Tapeten.

Zu Anspruch 6 Problem

Technische 50 Hz-Felder sind sowohl elektrische Felder (EF) als auch magnetische Felder (MF). Auf Grund der niedrigen Frequenzen ist eine voneinander unabhängige Betrachtung der Felder zulässig. Die Maßnahmen nach Schutzansprüchen 1-5 vermögen nur elektri­ sche Felder abzuschirmen. Um einen Vergleich der biologischen Wirksamkeit beider Felderarten vornehmen zu können, kann man zum Beispiel die Körperstromdichte, die durch ein EF und durch ein MF erzeugt wird, als Maß eines Vergleiches benutzen.

So bewirkt ein 50 Hz EF von 1 V/m im Mittel etwa die gleiche Kör­ perstromdichte wie ein 50 Hz MF von 30 nT Induktivität, nämlich 0,5 uA/m².

Die Hintergrundbelastung in städtischen Wohnbereichen beträgt überwiegend 20-50 nT. Hieraus kann der Schluß gezogen werden, daß die Abschirmung gegen EF bei Netzspannungen von 240 V hö­ heren Stellenwert haben sollte.

Lösung

Die von einem Stromleiter ausgehenden niederfrequenten MF müs­ sen dadurch wieder eingefangen werden, daß man ihre Feldlinien in ferromagnetischen Materialien bündelt.

Da eine vollflächige Beschichtung der Wände eines Raumes mit ei­ nem ferromagnetischen Material aus Kosten- und bauphysikalischen Gründen außer in der Anwendung für Meßkabinen der EMV-Technik in der Regel nicht ratsam ist, müssen die lokalen Quellen der 50 Hz MF so nah wie möglich an der Quelle abgeschirmt werden. Diese Quellen sind in der Regel stromzuführende Leitungen, Leitungen des EVU (Versorgungsunternehmens), Kleintransformatoren in elektri­ schen Geräten, usw., jedoch nicht räumlich dicht benachbarte Leiter deren Stromsumme Null ist.

Die Lösung besteht darin, daß man die Eigenschaft hoher Permea­ bilität, die darin besteht, die Feldlinien für Frequenzen kleiner etwa 100 kHz auch aus größerer Entfernung - im Vergleich zu den Ab­ messungen des permeablen Materials - anzuziehen, nutzt. Es ist demnach für die Lösung der Aufgabe nicht notwendig, eine vollflä­ chige Beschichtung zu haben. Es genügt wenn Streifen eines Ble­ ches oder Stäben aus Material hoher Permeabilität im Abstand von­ einander angeordnet werden.

In Frage kommt ein Eisen mit einem hohen Nickel-Anteil. Die Eigen­ schaft hoher Anfangspermeabilität wird durch Glühen des Materials erzeugt. Sie geht verloren, wenn auch nur eine kleine Deformation des Materials erfolgt. Drähte werden deshalb in der Regel nicht ver­ wendet. Verwendet werden Bleche von 50 bis 300 µm Dicke. Die Anfangspermeabilität reicht bis 35 000.

Um hohe Werte der Anfangspermeabilität zu bewahren, ist es not­ wendig, die Bleche oder Blechstreifen auf einem starren Material, wie zum Beispiel Prismen aus Zementmörtel, Kacheln, Fliesen oder Scheiben aus Glas zu fixieren. Die Stäbe müssen eine genügende Stabilität gegen Verformung besitzen.

Die Achse des Blechstreifens bzw. des Stabes in Richtung der größten Ausdehnung, die Hauptachse, liegt in der Richtung der ma­ gnetischen Feldlinien bzw. senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der MF, die abzuschirmen sind. Die magnetischen Feldlinien werden parallel zur Hauptachse des Blechstreifens konzentriert. Dieser ma­ gnetische Fluß wird durch eine Spule aus Kupferdraht geschickt. Durch Induktion wird in dem Draht der Spule ein elektrischer Strom erzeugt. Er wird in einem ohmschen Widerstand in Wärme umge­ wandelt. Die Umwandlung erfolgt zu einem Teil auch in dem ferro­ magnetischen Material. Die Auslegung der Schaltung hat so zu erfol­ gen, daß die Umwandlung der Energieformen möglichst vollständig ist.

Da die Ausbreitungsrichtung bzw. die Polarisationsrichtung der Wel­ lenfronten unterschiedlich sein kann, ist es ggf. notwendig, die Achse unterschiedlicher Blechstreifen um 90 Grad zu versetzen.

Vorteile

In Verbindung mit der Vorrichtung nach Anspruch 7 kann je nach Abstand der Blechstreifen, Materialmenge des permeablen Materials und Feldintensität das EMF bzw. MF niedriger Frequenz selektiv ab­ geschirmt werden. Dazu wird keine - im Gegensatz zum Stand der Technik - vollflächige Konstruktion benötigt.

Die Vorrichtung ermöglicht eine bauphysikalisch einwandfreie weil die Dampfdiffusion nicht behindernde Lösung zu angemessenen Kosten.

Weitere Ausgestaltungen

Die Vorrichtungen nach Schutzansprüchen 1-5 und die nach An­ spruch 6 lassen sich kombinieren. Dies kann notwendig im Nahbe­ reich von Sendern und Leitungen sein, da diese auch elektrische Felder aussenden. Da niederfrequente elektrische und magnetische Felder unabhängig voneinander betrachtet werden dürfen, können Vorrichtungen nach Schutzansprüchen 1-5 sowie 6 unabhängig voneinander eingesetzt werden.

Zu Schutzanspruch 7 Problem

Bei Abschirmmaßnahmen gegen EMF oder MF ist zu bedenken, daß natürliche EMF (Sferics, Schumann-Felder, . . . ) nicht abge­ schirmt werden sollten, so daß nur lokal begrenzte Maßnahmen ge­ gen 50-Hz-MF zur Zeit notwendig und ratsam erscheinen, sofern nicht eine frequenzselektive Abschirmung vorgenommen wird.

Als ideale Problemlösung erscheint demnach eine Vorrichtung, die bestimmte Frequenzen des MF und des EMF durchläßt, hingegen andere abschirmt. Die durchzulassenden Frequenzen liegen insbe­ sondere im Bereich von 0-150 kHz, die abzuschirmenden im Be­ reich der EMF von Sendern über 150 kHz aller Art. Zu den abzu­ schirmenden Frequenzen gehören insbesondere auch die techni­ schen Frequenzen 16 2/3 Hz und 50 Hz.

Lösung

Die Lösung nach Schutzanspruch 6 kann mit einem Filter kombiniert werden, durch den verhindert wird, daß bestimmte Frequenzen durch den Filter gelangen. Er ist aus der Richtung des MF hinter der Spule anzuordnen bzw. ist die Spule ein Komponente der Schaltung, die dieses bewirkt. Netzfilter entsprechen dem Stand der Technik.

Technisch besteht in erster Linie die Notwendigkeit bestimmte Fre­ quenzen zu selektieren. Betrachtet man z. B. das tatsächliche Fre­ quenzspektrum zum Beispiel des Bahnstroms, so erkennt man, daß auch Oberwellen selektiert werden müssen.

Vorteile

Dies stellt eine frequenzselektive Abschirmung gegen niederfrequen­ te MF ausgehend von Geräten mit Spulen und Stromleitungen, ins­ besondere solchen, deren Stromsumme nicht Null ist, in Fahrgastzel­ len sowie im Wohn- und Arbeitsbereich dar.

Zu Schutzanspruch 8 Problem

Für die Abschirmung von hochfrequenten Fernfeldern sind großflä­ chige Abschirmungen auf der Dachdecke oder den Hauswänden vorzunehmen. Für diese großflächigen Beschichtungen gibt es tech­ nische Lösungen, wenngleich sie auch in technischer und preislicher Hinsicht noch nicht befriedigen.

Für Konstruktionen nach dem Absorptions-Reflexionsprinzip sollten Dämpfungen von 20 dB und Frequenzen größer 1 MHz erreichbar sein. Für Frequenzen darunter ist die Abschirmwirkung nach dem Stand der Technik für absorptiv wirkende Konstruktionen - z. B. 5 mm dicke Ferritplatten - gering.

Mit vollflächig angeordneten Blechen aus hochpermeablem Material in Verbindung mit reflexiv wirkenden Kupferblechen lassen sich hohe Dämpfungsmaße erreichen.

Beschichtungen, bei denen Kohlenstoff, Aluflitter, mit diesen gefüllte Kunststoffe, Wasser oder hydratgebundenes Wasser verwendet wird, haben bislang keine Bedeutung erlangt, da das Dämpfungsmaß für EMF zu gering ist, um sie für Abschirmungen gebrauchen zu kön­ nen.

Da absorptiv wirkende Konstruktionen mit Dämpfungsmaßen über 20 dB für die Bautechnik nicht verfügbar sind, könnten vorteilhaft Bleche und Metallbedampfungen verwendet werden, die ein hohes Refle­ xionsmaß haben. Für die Aufgabe der Abschirmung des Außenfeldes ist dies positiv. Für den Innenraum ist dies negativ, weil sich Reso­ nanzen und Stehwellen ausbilden können. Die Lage der Resonanzen und ihre charakteristischen Werte können mit einfachen Mitteln be­ rechnet werden. Für die Abschirmung von Aufenthaltsräumen kön­ nen vollflächige Blechkonstruktionen nicht verwendet werden, sofern nicht Verstimmungen oder Dämpfungen erfolgen.

Funktionell sind diese Konstruktionen jedoch nicht in der Lage, EMF mit 50 oder 16 2/3 Hz selektiv abzuschirmen und sonstige niederfre­ quente Felder, wie zum Beispiel Sferics, durchzulassen.

Lösung

Durch Kombination der Vorrichtung nach Schutzansprüchen 6 und 7 mit Konstruktionen (HFA) nach dem Stand der Technik für die Ab­ schirmung hochfrequenter EMF wird erreicht, daß
niederfrequente Magnetfelder (z. B. 50 Hz) abgeschirmt und niederfrequente EMF (z. B. die Sferics) durchgelassen werden,
äußere, hochfrequente (Stör-) Felder durch Konstruktionen nach dem Stand der Technik zur Reflexions- oder Reflexions- Absorptions-Dämpfung (HFA) abgeschirmt, sowie
durch die Anordnung von hochfrequente EMF absorbierenden Vorrichtungen im Innenraum oder auf der Innenseite der Ge­ samtkonstruktion (ABS) Resonanzen vermieden werden.

Sofern die Schicht (HFA) genügend durchlässig für niederfrequente MF und EMF ist, - dies ist eine Entscheidung des jeweiligen Baubio­ logen -, kann die Vorrichtung nach Schutzansprüchen 6 und 7 vor der Schicht (HFA) im Außenbereich angeordnet werden. Sie kann auch vor der Schicht (HFA) im Innenbereich angeordnet werden.

Ist die Schicht (HFA) für niederfrequente MF und EMF nicht genü­ gend durchlässig, müssen die Bleche (BL) oder Stäbe (FS) der Vor­ richtung nach Schutzansprüchen 6 und 7 durch die Schicht (HFA) hindurchgreifen. Die Schnittlinien müssen nach dem Stand der Technik gegen das Durchdringen von HF-Feldern abgedichtet wer­ den. Zum Beispiel ist es üblich, das durchdringende Blech (BL) mit Ferritperlen zu umgeben, die die HF-Felder absorbieren. Da diese Lösung bautechnisch aufwendig ist muß man versuchen, die Schicht (HFA) für niederfrequente MF und EMF möglichst durchlässig zu machen um nur wenige Schleusen für niederfrequente EMF anord­ nen zu müssen.

Das absorbierende Material (ABS) auf der Innenseite der Schicht (HFA) braucht lediglich eine Absorptionsdämpfung von < 10-20 dB zu haben - also einen wesentlich kleineren Wert als das Schirmdämpfungsmaß, das < 40 dB sein sollte. Der Wert kann für den jeweiligen Fall ausgerechnet werden. Dieser Wert wird durch verschiedene Stoffe und Stoffkombinationen bei bautechnisch akzep­ tabler Schichtdicke erreicht. Zum Beispiel bieten sich alle Baustoffe mit einem hohen Hydratwasseranteil an, wie zum Beispiel Gips. Er­ forderlich ist die Einbettung von kleinsten, leitfähigen Partikeln. Diese können aus Graphit, TiC, oder Metall bestehen. Kohlenstoffbeladene Schaumstoffe nach dem Stand der Technik kommen wegen der ho­ hen Brandlast weniger in Betracht.

Besonders vorteilhaft erscheinen deshalb Bauplatten, die aus einem Material bestehen, das möglichst viel Hydratwasser sowie einen möglichst niedrigen Anteil leitender, kleinstmöglicher Partikel enthält.

Die Schicht (HFA) ist nach dem Stand der Technik
die Bewehrung von Stahlbeton (20-35 dB Dämpfung). Das Dämpfungsmaß kann im Einzelfall genau berechnet werden oder
die metallbedampfte oder metallbeschichtete Fassade, oder die Fassade aus Ganzmetall, oder
eine metallbedampfte Tapete oder Folie oder
ein Metalldrahtgitter.

Die technischen Regeln für die Herstellung der Schicht (HFA) sind zu beachten, insbesondere das Vermeiden von Löchern, Ritzen und dgl. Das hohe Reflexionsdämpfungsmaß von Metallfolien und Me­ talldrahtgittern (GIT) empfehlen diese Materialien für den bauprakti­ schen Einsatz. Jedoch muß bedacht werden, daß eine auf der Rück­ seite der Bauplatte (BPL) angebrachte Metallfolie zu Reflexionen an Metallteilen der Baukonstruktion führen kann. Handelt es sich um ei­ nen Ziegelbau, ist diese Befürchtung gegenstandslos. Handelt es sich um einen Stahlbetonbau, treten zwischen den verschiedenen Gitterebenen Mehrfachreflexionen auf, wobei darauf zu achten ist, daß höchste Reflexion an dem innersten Gitter auftritt. Daraus ergibt sich, daß es günstig ist, die Schicht (HFA) als Bauplatte (BPL) aus­ zubilden, wobei folgender Schichtaufbau einzuhalten ist:
(Oberfläche in Richtung des Außenraums, von dem das Stör­ feld kommt)
Metallfolie oder Metalldrahtgitter (GIT)
absorbierendes Material (ABS) auf der Innenseite der Schicht mit Absorptionsdämpfung typischerweise < 10-20 dB
(Oberfläche des Innenraums).

Das Reflexionsmaß und damit die Art des Gitters bzw. die Daten der Metallfolie, die Dicke und die Stoffeigenschaften des absorbierenden Materials (ABS) können - dies ist Stand der Technik - nach den An­ forderungen des Baubiologen für den jeweiligen Standort bzw. die Feldbelastung genau berechnet werden.

Vorteile

Durch diese Vorrichtung können hochfrequente sowie technische, niederfrequente EMF selektiv abgeschirmt werden. Es besteht häufig die Notwendigkeit, beide Feldarten gleichzeitig abschirmen zu müs­ sen.

Die physikalische Wirkung der Vorrichtung ist ähnlich der eines Stahlbetongebäudes. Auch bei einem Stahlbetongebäude gibt eine reflektierende Schicht (Stahlbewehrung) und eine absorbierende Schicht (Beton). Aus umfangreichen Versuchen weiß man, daß in dem Falle, daß die Abschirmung nicht zu hoch ist und nicht faraday­ schen Bedingungen nahekommt, das Stressbewältigungsvermögen besser ist als in einem Ziegelbau oder im faradayschen Käfig (Lauterbach, 1985). Dies läßt die Anwendung der Vorrichtung nach Schutzanspruch 8 gerade bei Ziegelbauten in belasteten städtischen und sendernahen Bereichen angezeigt erscheinen.

Weitere Ausgestaltung

Es ist möglich, die Vorrichtung nach Schutzanspruch 8 mit solchen nach Schutzansprüchen 1-5 zu kombinieren. Da die Vorrichtung nach Schutzanspruch 8 ein Metalldrahtgitter (GIT) integriert hat, ist die Anwendung nur dann überhaupt sinnvoll, wenn zwischen dem Gitter (GIT) und der Oberfläche auf der Innenseite stromführende Leitungen angeordnet sind. Ist das Metalldrahtgitter (GIT) auf der Rückseite einer Bauplatte (BPL) angeordnet, erübrigt sich die Anord­ nung einer Beschichtung nach Ansprüchen 1-5, da die Ladungsträ­ ger in aller Regel ausreichend über die Schicht (ABS) in das Gitter abfließen können, das dann allerdings mit dem Erdpotential verbun­ den sein muß.

Zu Schutzanspruch 9 Problem

Bei massigen Stahlbetongebäuden und Gebäuden mit Metallfassade werden die natürlichen EF und EMF (zum Beispiel die Sferics) weit­ gehend abgeschirmt (bis über 40 dB Schirmdämpfungsmaß). Dies verursacht eine mangelnden Funktion der Zirbeldrüse, womit ge­ sundheitliche Beschwerden zusammenhängen können. Die überge­ ordnete Koordination der Hormonausschüttungen wird gestört.

Das Problem kann auch darin bestehen, daß durch eine Vorrichtung nach Schutzanspruch 8 die natürlichen EMF weitgehend abgeschirmt werden können, weil die Schicht (HFA) im niedrigen Frequenzbereich (ELF) ein zu großes Schirmdämpfungsmaß hat.

Lösung

Die Frequenz der Sferics liegt zwischen 7 und 40 Hz. Die elektrische Feldstärke beträgt 0,001 V/m, die Induktivität 3 _* 10 **-6 uT bei 16 Hz und die Leistungsflußdichte 5 _* 10**-13 W/m**2. Durch die Anord­ nung zweier durch die Ansprüche 1 bis 8 gekennzeichneter Schich­ ten parallel zueinander, die jedoch elektrisch voneinander isoliert sind, kann man durch die eine Schicht (S1) Störfelder abschirmen, durch die andere Schicht (S2) die erwünschten Felder erzeugen. Es werden in der Größenordnung Spannungen von 0,03 V und Ströme von 50 _* 10**-6 A benötigt.

Die Schichten (S1), (S2) können aus einer Kombination der Vorrich­ tungen nach Schutzansprüchen 1-8 bestehen.

Die Schicht (S1) kann aber auch eine hochwirksame Abschirmung herkömmlicher Bauart der Technik der EMV sein. Dies bietet sich deshalb an, weil die über die Schicht (S2) zu erzeugenden Felder dann nur noch einem geringen Störeinfluß unterliegen und keine Notwendigkeit besteht, niederfrequente natürliche Felder durchlas­ sen zu müssen. Die Schicht (S1) kann aber auch eine Bauplatte (BPL) nach Schutzanspruch 8, bestehend aus Metalldrahtgitter oder Metallfolie (GIT) sowie Absorberschicht (ABS) sein.

Die Schicht (S2) kann aus einer Vorrichtung gemäß Schutzansprü­ chen 1-5 bestehen. Die Verwendung einer Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 8 kann vorteilhaft sein, weil die Absorberschicht die Herstellung homogener Felder erleichtert.

Das Erdmagnetfeld und seine Funktion auf die Physiologie des Men­ schen darf dabei nicht unbeachtet bleiben.

Mit Computerunterstützung lassen sich die benötigten Werte für Spannung und Strom errechnen, um die Felder zu erzeugen, die im ungestörten Außenbereich gemessen werden oder Felder, die für den jeweiligen Anwendungszweck erwünscht sind (zum Beispiel Schönwetterfelder in Büro-Arbeitsbereichen).

Falls durch die Abschirmung durch eine Schicht (S1) noch technisch erzeugte Felder dringen, kann man, da die technischen Störfrequen­ zen niedrig sind und sin-Funktionen folgen, dazu gegenphasige Fel­ der erzeugen. Die räumliche Inhomogenität der Störfelder macht es erforderlich, räumlich differenzierte Lösungen für das Problem zu er­ stellen. Das heißt, es sind räumlich getrennte Bereiche für die Lö­ sung zu bilden.

Vorteile

Das Problem der Störfelder wird noch besser gelöst, da nicht nur elektrische und elektromagnetische Felder abgeschirmt sondern auch 50-Hz EMF aktiv gelöscht werden können.

Darüber hinaus ist die Erzeugung von natürlichen EMF in Wohn- und Arbeitsbereichen, die von den natürlichen EMF nicht ausreichend er­ reicht werden, aus gesundheitlicher Sicht erwünscht.

Zu Schutzanspruch 10 Problem

Da die Abschirmung gegen elektromagnetische Felder aus physikali­ schen Gründen materialaufwendig und wegen der damit einherge­ henden Abschirmung natürlicher elektromagnetischer Felder aus ge­ sundheitlichen Gründen bedenklich sein kann, muß die Problemlö­ sung die Änderung des elektrischen und magnetischen Zustandes in den Leitungen selbst mit umfassen. Dies ist das weitreichendste Schutzziel.

Lösung

Das Problem wird dadurch gelöst, daß die Leitungen, an denen Ver­ braucher angeschlossen sind, die nicht auf Wechselspannung an­ gewiesen sind, mit Gleichspannung versorgt werden, - in allen ande­ ren Leitungen am Verzweigungspunkt mit den zuvor genannten Lei­ tungen Netzfreischalter angeordnet werden.

Dadurch werden zwar noch elektrische Gleichfelder erzeugt, die aber - soweit bekannt - im häuslichen Wertebereich keine wesentliche ge­ sundheitliche Auswirkung haben (ähnlich den Schönwetter- Gleichfeldern).

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels . . . zu Schutzanspruch 1

Siehe Fig. 1
Dargestellt ist ein Wohnraum.

Bedeutung der Bezeichnungen:
(FGB) Elektrisch leitfähiger Farbe auf Graphit-Basis
(SGB) Spachtelmasse auf Graphit-Basis
(CU) dünne Drähten hoher Leitfähigkeit
(LE) Lichterde
(HZ) Heizungserde
(WIN) Fenster
(T) Tür

. . . zu Schutzanspruch 2

entfällt, da offensichtlich

. . . zu Schutzanspruch 3

entfällt, da offensichtlich

. . . zu Schutzanspruch 4

entfällt, da offensichtlich

. . . zu Schutzanspruch 5

Bauplatten sind alle ebenflächigen, für den Trockenbau üblichen und in der Regel genormten Platten, wie zum Beispiel Gipskartonplatten, Holzwolleleichtbauplatten, Akustikplatten - zement- oder magnesit­ gebunden, Holzpreßspanplatten, Tischlerplatten, Holzpaneele, Aus­ fachungen von Akustikdecken, Platten für Trockenestriche, usw.

. . . zu Schutzansprüchen 6, 7

Siehe Fig. 2 und Fig. 3.

Bedeutung der Bezeichnungen:
(BL) Blechstreifen aus einer Eisen-Nickel-Legierung, die eine sehr hohe Anfangspermeabilität aufweist. Größenordnung: 5000-35000.
(MF) Feldlinien des magnetischen Feldes, das abgeschirmt werden soll.
(SP) Spule aus zum Beispiel Kupferdraht.
(VK) Versorgungskabel des EVU
(F) Filter, durchlässig für Frequenzen ungleich 50 Hz
(R) Ohmscher Widerstand
(H) Haus
(STR) Straße.

Die Vorrichtung kann zur Abschirmung von EMF eingesetzt werden, die entweder von Hausversorgungsleitungen, Hochspannungsleitun­ gen, Erdkabeln stammen.

Bei der Abschirmung von EMF in städtischen Bereichen betragen bei einer Grundbelastung von im Mittel 5 _* 10**-5 W/m**2 Spannung und Strom in einer Spule einige mV und mA.

. . . zu Schutzanspruch 8

siehe Fig. 3 und Fig. 4.

Bedeutung der Bezeichnungen:
(BL) Blechstreifen aus einer Eisen-Nickel-Legierung, die eine sehr hohe Anfangspermeabilität aufweist. Größenordnung: 5000-35 000.
(HFA) Flächige Abschirmung gegen hochfrequente EMF
(GIT) Flächige Abschirmung gegen hochfrequente EMF durch Metall­ folie, Metalldrahtgitter, o. ä. nach dem Stand der Technik
(ABS) hochfrequente EMF absorbierende Vorrichtung im Innenraum oder auf der Innenseite der Gesamtkonstruktion zur Vermeidung von Resonanzen

. . . zu Schutzanspruch 9

siehe Fig. 5.

Bedeutung der Bezeichnungen:
(ISO) Isolator
(S1) durch die Ansprüche 1 bis 8 gekennzeichnete Schichten oder Schicht (HFA) nach dem Stand der Technik
(S2) durch die Ansprüche 1 bis 8 gekennzeichnete Schichten
(EMF1) Elektromagnetisches Feld des Außenbereiches
(EMF2) Elektromagnetisches Feld des Innenbereiches
(Q) Programmgesteuerte Quelle für elektrische Energie
(MEF) Meßaufnehmer für EF
(MMF) Meßaufnehmer für MF

. . . zu Schutzanspruch 10

entfällt, da offensichtlich.

Claims (10)

1. Beschichtung von Wänden, Decken und Wandungen zur Abschir­ mung von Fahrgastzellen, Wohn- und Arbeitsbereichen gegen elek­ trische Felder, bestehend aus elektrisch leitfähiger Farbe auf Graphit-Basis (FGB), Spachtelmasse auf Graphit-Basis (SGB), dünnen Drähten hoher Leitfähigkeit (CU), dadurch gekennzeichnet, daß
in die Farbe (FGB) der Wandbeschichtung dünne Drähte hoher Leit­ fähigkeit (CU) eingebettet sind,
dies dadurch erreicht wird, daß die Drähte auf oder unter der Farbe (FGB) durch die Spachtelmasse (SGB) fixiert sind,
die Spachtelmasse (SGB) mindestens die gleichen elektrischen Leiteigenschaften wie die Farbe (FGB) hat,
die Drähte (CU) mit dem Erd-Potential verbunden sind.

2. Beschichtung von Wänden, Decken und Wandungen zur Abschir­ mung von Fahrgastzellen, Wohn- und Arbeitsbereichen gegen elek­ trische Felder nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drähte hoher Leitfähigkeit (CU) durch Streifen (ST) ersetzt wer­ den, die eine elektrische Leitfähigkeit haben, die mit der der Drähte (CU) vergleichbar ist,
die Streifen (ST) entweder durch Farbauftrag einer hochleitfähigen Farbe hergestellt werden, oder
die Streifen (ST) durch Folien, die eine metallische Beschichtung aufweisen, hergestellt werden und
die Folien mit der Seite, die die metallische Beschichtung trägt, der Farbe (FGB) oder der Spachtelmasse (SGB) anliegt, oder
die Streifen (ST) durch flexible Gewebe, Matten oder Vliese herge­ stellt werden.

3. Beschichtung von Wänden, Decken und Wandungen zur Abschir­ mung von Fahrgastzellen, Wohn- und Arbeitsbereichen gegen elek­ trische Felder nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in die Farbe (FGB) und die Spachtelmasse (SGB) bei der Herstellung der Farbe oder der Spachtelmasse sehr dünne Drähte hoher elektri­ scher Leitfähigkeit (CUE) eingebettet werden,
die Drähte (CUE) eine endliche Länge haben und mit der Farbe (FGB) und der Spachtelmasse (SGB) auf Wand und Decken aufge­ tragen werden,
ein oder mehrere Drähte (CU) nach Schutzanspruch 1 oder Streifen (ST) nach Schutzanspruch 2 mit der Farbe (FGB) oder der Spach­ telmasse (SGB) gemäß Schutzanspruch 1 fixiert werden,
die Drähte (CU) oder Streifen (ST) mit einem Erd-Potential verbun­ den werden.

4. Beschichtung von Wänden, Decken und Wandungen zur Abschir­ mung von Fahrgastzellen, Wohn- und Arbeitsbereichen gegen elek­ trische Felder nach Schutzansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bindemittel der Farbe (FGB) und der Spachtelmasse (SGB) Wasserglas ist,
oder Wasserglas und Acrylat,
das Acrylat einen Anteil bis zu 5% bezogen auf die Gesamtmasse hat.

5. Beschichtung zur Abschirmung von Fahrgastzellen, Wohn- und Ar­ beitsbereichen gegen elektrische Felder nach Schutzansprüchen 1-4, Tapeten, Bauplatten, dadurch gekennzeichnet, daß
statt der Wand, Decke oder Wandung Träger der Beschichtung die Rückseite von Tapeten oder Bauplatten ist,
die Tapetenbahnen oder Bauplatten dadurch elektrisch leitend ver­ bunden sind, daß auf der Wand, der Decke oder der Wandung dün­ ne Drähte hoher Leitfähigkeit (CU) gemäß Schutzanspruch 1 oder Streifen (ST) gemäß Schutzanspruch 2 fixiert werden, die eine elek­ trische Leitfähigkeit haben, die mit der der Drähte (CU) vergleichbar ist,
die Drähte (CU) oder Streifen (ST) mit einem Erd-Potential verbun­ den werden.

6. Vorrichtung zur Abschirmung von Fahrgastzellen, Wohn- und Ar­ beitsbereichen gegen niederfrequente magnetische Felder, Streifen (BL) aus Blech, Stäbe (FS), beide aus einen ferromagnetischen Stoff, ohmscher Widerstand (R), dadurch gekennzeichnet, daß
im Ausbreitungsbereich magnetischer Felder auf den Wänden, Dec­ ken und Wandungen Streifen (BL) aus Blech aus einen ferromagne­ tischen Stoff, der eine hohe Anfangspermeabilität hat, angeordnet werden,
die Streifen (BL) gegen Deformation durch Fixierung auf starren Bauteilen gesichert sind,
der Abstand der Streifen (ST) oder Stäbe (FS) ein Einfaches oder Mehrfaches ihrer Breite ist, so daß die Feldlinien niederfrequenter magnetischer Felder bis 100 kHz überwiegend durch die der Streifen (ST) oder Stäbe (FS) verlaufen,
die Achsen der Streifen (ST) oder Stäbe (FS) senkrecht zur Richtung der abzuschirmenden Felder ist oder einen möglichst großen Winkel zu diesen einnimmt,
die Achsen der Streifen in der Ebene senkrecht zur Richtung der Ausbreitung der abzuschirmenden Felder um 90 Grad zueinander versetzt sein können,
die Streifen (BL) oder Stäbe (FS) von einer Spule (SP) aus hochleitfähigem Draht umfaßt sind oder diese auf den Streifen oder Stäben durch eine hochleitfähige Farbe markiert ist,
die Achse der Spulen (SP) und die Achse der Streifen (BL) oder Stäbe (FS) in Richtung ihrer größten Ausdehnung übereinstimmen,
die Enden des Drahtes der Spulen (SP) mit einem ohmschen Wi­ derstand verbunden sind, der geeignet ist, die elektrische Energie der niederfrequenten magnetischen Felder in Wärmeenergie umzu­ wandeln.

7. Vorrichtung zur frequenzselektiven Abschirmung von Fahrgastzel­ len, Wohn- und Arbeitsbereichen gegen niederfrequente magneti­ sche Felder, Vorrichtung nach Schutzanspruch 6, Filter, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung nach Schutzanspruch 6 zwischen Spule (SP) und ohmschem Widerstand ein Frequenzfilter angeordnet wird, so daß die elektrische Energie innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes der niederfrequenten magnetischen Felder in Wärmeenergie umge­ wandelt wird.

8. Vorrichtung zur Abschirmung von Fahrgastzellen, Wohn- und Ar­ beitsbereichen gegen hochfrequente elektromagnetische Felder (EMF), Vorrichtung nach Schutzansprüchen 6 und 7, flächigen Ab­ schirmungen gegen hochfrequente EMF, (HFA), nach dem Stand der Technik, Bauplatten, Metallfolien oder Metalldrahtgitter (GIT), hoch­ frequente EMF absorbierendem Material (ABS), dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vorrichtung nach Schutzansprüchen 6 und 7 mit Vorrichtungen nach dem Stand der Technik für die Abschirmung hochfrequenter EMF so kombiniert wird, daß
eine Metallfolie oder ein Metalldrahtgitter (GIT) auf der Oberfläche ei­ ner Bauplatte in Richtung des Außenraums, von dem das Störfeld kommt, aufliegt,
absorbierendes Material (ABS) auf der Innenseite der Bauplatte (BPL) aufliegt oder die Bauplatte aus diesem Material als konstruktiv tragendem Element besteht,
die Schicht (ABS) eine Absorptionsdämpfung von typischerweise 3 - 20 dB aufweist,
die Schicht (ABS) dem Störfeld abgewandt ist,
die Metallfolie oder das Metalldrahtgitter (GIT) in der Ebene vor oder hinter der Ebene liegt, in der die Streifen (ST) oder Stäbe (FS) nach Schutzanspruch 6 liegen,

9. Beschichtungen von Decken, Wänden und Gegenständen zur Ab­ schirmung von Fahrgastzellen, Wohn- und Arbeitsbereichen gegen elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder nach Schutzansprüchen 1-8, sowie sowie flächige Abschirmungen gegen EMF, (HFA), nach dem Stand der Technik, Isolator (ISO), Strom- und Spannungsquelle (QU), dadurch gekennzeichnet, daß
daß zwei Schichten (S1), (S2) angeordnet werden,
die Schicht (S1) eine hochwirksame, flächige Abschirmung gegen EF, MF oder EMF ist,
die Schicht (S2) Merkmale nach Ansprüchen 1 bis 8 aufweist,
beide Schichten durch einen elektrischen Isolator (150) getrennt sind,
die Schicht (S2) mit einer Quelle (QU) für elektrische Energie ver­ bunden ist, deren Spannung und Strom nach einem Programm ab­ läuft,
die Quelle (QU) Spannung und Strom derartig erzeugt, daß die Werte der von der Schicht (S2) abgestrahlten Felder in Frequenz, elektrischer und magnetischer Feldstärke mit denen in der ungestör­ ten Außenwelt übereinstimmen, oder
von einem programmgesteuerten Computer nach einem Programm für Datenverarbeitung erzeugt werden, vornehmlich in Abhängigkeit der gemessen Werte von Feldern im ungestörten Außenbereich und gemessenen Werte im Einflußbereich der erzeugten Felder.

10. Abschirmung von Wohn- und Arbeitsbereichen gegen elektrische und elektromagnetische Felder,
bestehend aus Gleichrichtern, die aus Wechselspannung eine Span­ nung konstanten Wertes erzeugen,
die Gleichrichter in elektrischen Stromnetzen von Wohnungen und Arbeitsstätten angeordnet sind, sowie
Netzfreischaltern, dadurch gekennzeichnet, daß
Gleichrichter am Anfang der Stränge von Stromverteilungsleitungen angeordnet sind, an denen ausschließlich Verbraucher angeschlos­ sen sind, die keine Wechselspannung für ihren Betrieb benötigen,
am Anfang aller übrigen Stränge Netzfreischalter angeordnet wer­ den.